Oszilloskop

Aus der Mikrocontroller.net Artikelsammlung, mit Beiträgen verschiedener Autoren (siehe Versionsgeschichte)
Wechseln zu: Navigation, Suche

Ein Oszilloskop dient zur grafischen Darstellung des Spannungsverlaufs eines oder mehrerer elektischen Signale in einem einstellbaren Zeitfenster. Es ist das wichtigste Werkzeug der Elektotechniker.

Anfragen bezüglich Kaufberatung im Forum

Kritik an den Anfragen

Im Forum finden sich regelmäßig Anfragen nach individueller Beratung zum Oszilloskopkauf. Die Anzahl solcher Oszilloskop-Threads hat schon lange die 1000 überschritten. Sie sind langweilig, eine Qual und oft unnütz - besonders dann, wenn sich der Fragesteller offenbar nicht mit den Grundlagen eines Oszilloskops und den wichtigsten Kennzahlen bekanntgemacht hat oder nicht einmal weiß, was er überhaupt messen will. Auch, wenn ein Fragesteller ein paar Grundlagen besitzt, hat er anscheinend meistens keine Lust, verständlich darzustellen, was er genau will und lässt sich stattdessen umständlich befragen.

Den meisten regelmäßigen Forumbenutzern ist daher gründlich die Lust an Oszilloskop-Threads vergangen. Dort "diskutieren" eigentlich nur noch Trolle und anonyme Gäste, die oft genug nur Werbung über Billigangebote über die x-te Ausgabe einer billigen, als Oszilloskop bezeichneten Plastikkiste, einem suupertollen eBay-Schnäppchen oder angeblicher asiatischer Wundertüten.

Links für Anfänger

Wer sich ernsthafte Beratung wüsncht und eine "sanfte" Einführung in das Thema sucht, kann sich die englischsprachige YouTube-Videos von AfroTechMods anschauen:

http://afrotechmods.com/tutorials/2011/11/27/oscilloscope-tutorials

Dazu passt auch sein Tutorial über Funktionsgeneratoren: http://afrotechmods.com/tutorials/2011/11/27/function-generator-tutorial.

Maßgeschneidert?

Besonders die immer wiederkehrende Forderung, dass es unbedingt das maßgeschneiderte Oszilloskop zum Superpreis genau für den Fragesteller geben muss, ist sinnlos. Wer mit diesem Anspruch kommt, der wird enttäuscht werden. Das gibt es nicht, und gute Oszilloskope kosten Geld, da qualitativ hochwertige Geräte keine Massenware sind. Lediglich billige Geräte werden in grosser Zahl hergestellt und sind entsprechend preiswert, diese sind jedoch für anspruchsvoll Anwender meist untauglich, da genau an den wichtigen Dingen gespart und nur auf Optik gesetzt wird.

Gebraucht ist auch keine Lösung

Es gibt eine Reihe von gebrauchte Oszilloskopen- vorwiegend im Internet, von den die meisten billig sind. Da niemand per Ferndiagnose oder Blick in eine Glaskugel in ein gebrauchtes Gerät hineinsehen und etwas über den Zustand berichten kann, besteht immer das typische Risiko eines Kaufs aus zweiter Hand, das jeder selber tragen muss. Niemand im Forum kann und wird das jemandem abnehmen.

Was man allgemein sagen kann, ist, dass man besser die Finger von Angeboten lassen sollte, wenn der Verkäufer mit den übliche Phrasen wie, "Dachbodenfund", "Keine Ahnung davon", "Keine Möglichkeit zu testen" kommt. Vorsicht ist auch bei dem beliebten Trick "Funktioniert, aber aus rechtlichen Gründen (Garantie) verkaufe ich es als defekt, für Bastler" gegeben. Man muss sich immer vor Augen führen, dass niemand ein gutes und wertvolles Gerät dieser Art zum Billigpreis abgegeben wird und dies schon garnicht über Internetplattformen, wo es kaum einen Markt für Topgeräte gibt. Gute gebrauchte Geräte gibt es von privat daher nur auf Elektronikbörsen zu entsprechenden Preisen.

Es gibt demgemäss natürlich auch Geräte von seriösen Gebrauchthändlern mit Garantie - allerdings ebenso zu derartigen Preisen, dass dagegen der Kauf eines aktuellen Neugeräts ebenfalls attraktiv erscheint.

Erfahrungen?

Eine Vorgehensweise, von der man auch abraten muss, ist die Frage nach Erfahrungen anderer Mitglieder! Die meisten Antworten kommen von Trollen und Posern, die eigentlich keine Ahnung haben. Die einen wollen als anonymer Gast mal wieder trollen, die anderen wollen nur mitteilen, dass Amateurfunker sowieso die besseren Menschen sind. Andere wiederum haben "zufällig" gerade *das* richtige Oszilloskop zu verkaufen. Dann gibt es noch die, die sich ihr eigenes Oszilloskop schönreden wollen, ihren Vorurteilen oder ihrem Fetisch frönen. Zum Beispiel

  • Kauf ja kein Gerät aus Asien!
  • Unter LeCroy|Agilent|Yokogawa|Tektronix geht gar nichts!
  • Nur Gebrauchtgeräte lohnen sich!

Hinweise wie mein vor 30 Jahren gekauftes Markengerät funktioniert noch heute tadellos sind ebenfalls ziemlich sinnlos. Der Hersteller wird dieses Gerät gar nicht mehr anbieten und er wird schon gar nicht mehr mit der gleichen Qualität fertigen, wie vor 30 Jahren. Dazu ist der Kostendruck zu hoch und Technologien haben sich geändert. Selten sind die neuen Technologien heute so robust, wie die vor 30 Jahren.

Als Unerfahrener kann man daher aus den Antworten nicht herauslesen, ob sie wirklich auf Erfahrung beruhen. Man braucht also gewissermassen selbst Erfahrung, um die Erfahrungsberichte anderer richtig einzuordnen.

Ein anderer Aspekt aus alten Threads ist, dass viele Fragesteller die Erfahrungen gar nicht zur Kenntnis nehmen wollen, wenn sie der eigenen Wunschvorstellung widersprechen. So etwas nennt man beratungsresistent. Da stellt sich schon mal heraus, dass der Fragesteller schon längst ein Gerät bestellt hat und jetzt gebauchpinselt werden will. Eine Zeitverschwendung für alle.

Erfahrungen mit eigenen Geräten lassen bedingt den Schluss zu, welche Marken grundsätzlich empfehlenswert sind, weil dort gegebenenfalls mehr auf Qualität geachtet wird.

Zusatzkosten beim Kauf im Ausland

Beim Kauf eines scheinbar preisgünstigen Gerätes im Ausland ist Folgendes zu beachten:

Versandkosten, Einfuhrumsatzsteuer, Zoll, e.v. Gebühr für den Paketdienst und die Gebühren für die Währungsumrechnung sind Kosten, die bei vielen vermeintlichen Internet-Schnäppchen aus dem Ausland (besonders Nicht-EU) noch hinzukommen und bei plakativen Überschriften gerne "vergessen" oder ignoriert werden. Oft wird sich das Angebot selbst schöngeredet. Zudem sind das nicht einmmal alle Kosten, die man zu tragen hat. Zum Beispiel können für manche Zahlungsweisen weitere Gebühren hinzukommen oder Lagergebühren im Zolllager.

Wer nicht vorher rechnet, hat nachher schnell mehr bezahlt als bei einem lokalen Händler. Siehe auch Zoll.

Grundsätzlich ist der deutsche Zoll nicht doof. Besonders wenn ein asiatischer Versender auf ein Paket bei der Zollerklärung "Geschenk, Wert $40" schreibt, dann kann man fast sicher sein, dass der deutsche Zoll sich das genauer ansieht. Die Ware landet im Zolllager und man darf den Kaufpreis nachweisen.

Ebenso glaubt der Zoll nicht an kostenlosen Versand und nimmt regelmäßig ziemlich saftige Versandgebühren an, die dann versteuert werden[1].

Nochmal zum Mitschreiben, besonders bei Käufen von außerhalb des Zollgebiets der EU sollte man sich vorher mindestens über die folgenden Kosten informieren:

  • Versandkosten oder was der Zoll sich bei kostenlosem Versand ausdenkt
  • Versandart (was durch die Post importiert wird, wird vom Zoll anders abgefertigt, als das, was von einem Paketdienst importiert wird)
  • Einfuhrumsatzsteuer
  • Zoll (bei der Warengruppe, in die Oszilloskope gehören, ist der zur Zeit wohl 0%. Das kann sich natürlich ändern)
  • Gebühr Paketdienst. Paketdienste lassen sich die Zollanmeldung und den Papierkrieg zum Teil mit saftigen Gebühren bezahlen. Die sind nicht in den Versandkosten enthalten.
  • Gebühr für Währungsumrechnung
  • Bankgebühr für Zahlung ins Ausland

Beispiel

Ein Kauf eines PC-basierten Messinstruments mit Oszilloskopfunktion, das in Deutschland nicht erhältlich ist und einen Kaufwert von 719,- US Dollar in Taiwan hatte, wurde aufgrund der Umrechung mit einem Wert von 589,- Euro veranschlagt. An UST kamen 112,- und an Zollgebühren 46,- Euro hinzu. Zusammen mit dem Versand und Bankgebühren kostete das Gerät insgesamt 790,- Euro. Andere Geräte des Herstellers, die in Deutschland zu beschaffen sind, kosten als deutsches Exemplar kaum mehr, dafür hat man die volle Verbrauchergarantie. Diese sind also in der Regel vorzuziehen, wenn das Gerät in Deutschland beschaffbar ist.

Spielzeuge aller Art

Preisgünstiges Spitzenoszilloskop 5Gs

Offensichtlich scheint es gerade Mode zu werden, einen schwachbrüstigen Analog-Digital-Konverter hinter eine eher zufällig gewählte, krumme analoge Eingangsschaltung zu klemmen und an einen Mikrocontroller mit Grafik-LCD anzuschließen. Das ganze wird als digitales Speicheroszilloskop (DSO) zum Sonderpreis verkauft.

Je nach Hersteller wird so ein Gerät komplett ohne Gehäuse geliefert, was mit Hinblick auf die Sicherheit sehr fragwürdig ist, oder es kommt in einem lustig aufgemachten Plastikgehäuse in MP3-Player-Format daher, das auch keine großartige Isolation bietet. Hinzu kommen Eindruck schindende Namen und Logos, die Modernität und Qualität suggerieren sollen, oft noch unterstrichen durch die Assoziierung mit Open-Source und pseudo-Hacker / Maker Bewegungen.

Im Vergleich zu richtigen Oszilloskopen sind dies leider nur Spielzeuge. Unsichere Spielzeuge. Es nervt diese Dinger immer wieder im Forum als das "Beste seit Erfindung von geschnitten Brot" vorgestellt zu bekommen. Ein Blick auf die technischen Daten dieser "Oszilloskope" (sofern die Daten überhaupt angegeben werden) reicht, um festzustellen, dass man ein Spielzeug vor sich hat. Schön für den, der spielen will, schlecht für den, der sicher messen will.

Ebenso verrät ein Blick auf die Schaltung des Analogeingangs, ob man Qualität vor sich hat. Fehlende Spannungsfestigkeit und fehlende Frequenzkompensation des Eingangsverstärkers sind sichere Zeichen für Schund. Wenn es eine Verbindung zum PC gibt, aber diese nicht isoliert ist, ist das ein weiteres Zeichen für Scheinqualität.

In [1] kann man das Innenleben eines richtigen DSO bewundern. Man vergleiche dies mit den Innenleben der Spielzeug-"DSO"s.

Ein anderes, sicheres Zeichen eines Spielzeug-"DSOs" ist es, wenn irgendein Ding aus Abgreifklemmen und Klinkenstecker als "Tastkopf" mitgeliefert wird oder die Buchse für den Tastkopf aus einer Klinkenbuchse oder ähnlicher Niederfrequenz-Anschlusstechnik besteht.

Auffällig ist bei diesen Spielzeugen auch, dass sie vehement von typischen Fanboys verteidigt werden. Nicht mit technischem Argumenten, sondern mit Aussagen wie "aber ist billig", "aber ist cool", "aber enthält doch einen Arduino". Trotzdem, wer ein Oszilloskop haben möchte, sollte sich das Geld für ein Spielzeug-"DSO" sparen.

Funktion von Oszilloskopen

Was wird gemessen?

Oszilloskope zeigen einen Spannungsverlauf über einen kurzen, für das menschliche Auge in Realzeit meist nicht erfassbaren Zeitraum an. Je hochwertiger das Oszilloskop, desto kürzer ist dieser Zeitraum, beziehungsweise desto schneller darf sich das Signal ändern. Spitzengeräte können Perioden von wenigen ns auf den gesamten sichtbaren Bildbereich aufzoomen. Innerhalb dieser Perioden sind bei guten Oszilloskopen auch Teilabschnitte aufweitbar. Massgeblich ist dafür ein manuell oder automatisch erzeugter Startzeitpunkt, der sogenannten Trigger.

Darüber hinaus lassen sich andere Größen, zum Beispiel Ströme, Drücke und Magnetfelder anzeigen, wenn man zusätzlich entsprechende Wandler einsetzt, um aus den Grössen zuvor eine Spannung zu erzeugen.

Was wird dargestellt?

Den Eingang für eine Spannung bezeichnet man bei einem Oszilloskop als Kanal. Die an den Kanälen anliegenden Spannungen können einzeln oder gemeinsam angezeigt werden. Bei Mehrkanal-Oszilloskopen kann man üblicherweise auch eine Spannung über eine Spannung darstellen (XY-Modus), womit Übertragungskennlinien von Bauteilen dargestellt werden können.

Zusätzlich bieten moderne Oszilloskope die Möglichkeit, sich gewisse Kenngrößen der Spannungsverläufe anzeigen zu lassen. Gängige Werte sind zum Beispiel die Anzeige von Spitzenspannung und Effektivwert einer Spannung, Frequenz/Periodendauer, Anstiegs- und Abfallzeiten, Tastverhältnis und so weiter. Darüber hinaus bieten gute Oszilloskope Positionsmarken (Cursor), mit denen man, durch eine Linie dargestellt, auf dem Bildschirm Positionen im Spannungsverlauf markieren kann. Zur Position zugehörige Werte (Zeit oder Spannung), sowie die Differenz dieser Werte zwischen zwei Poitionsmarken können abgelesen werden.

Besonders digitale Oszilloskope können relativ viele unterschiedliche Kenngrößen anzeigen, da sich viele dieser Größen mit einfachen Algorithmen aus den vom Oszilloskop im Speicher erfassten Daten berechnen lassen. Ebenso sind einfache mathematische Operationen möglich, etwa eine diskrete Fourier-Transformation oder die Summe oder Differenz der Spannungsverläufe von zwei Kanälen. Oszilloskope der Oberklasse bieten darüber hinaus ausgeklügelte Möglichkeiten der Signalanalyse.

Für spezielle Anwendungen finden sich in manchen Oszilloskopen besondere Messfunktionen. Zum Beispiel go/no-go Messungen, mit denen eine Spannungsverlauf mit einem vorgegebenen Verlauf verglichen wird. Entspricht der Spannungsverlauf hinreichend dem vorgegebenen Verlauf wird ein "go" (alles ist OK) Signal ausgegeben. Weicht der Verlauf zu stark ab, ein "no go" (Spannung stimmt nicht) Signal.

Bereits in der Unterklasse digitaler Oszilloskope ist heutzutage eine PC-Schnittstelle üblich. Beim Kauf sollte man darauf achten, dass das Protokoll der Schnittstelle dokumentiert ist. Sonst ist man auf proprietäre PC-Software des Herstellers angewiesen. Bei Oszilloskopen der Unterklasse wird zwar häufig kostenlos PC-Software mitgeliefert, doch leider sind diese Programme durchgehend von erschreckend schlechter Qualität. Bei Oszilloskopen der Oberklasse lassen sich die Hersteller ihre PC-Software gerne zusätzlich sehr teuer bezahlen.

Analoge Oszilloskope

Allgemeines

Hybrides Analog/Digital Oszilloskop

Bei analogen Oszilloskopen wird das darzustellende Signal nach der Verstärkung direkt zur Ablenkung eines Elektronenstrahls verwendet.

Brauchbare analoge Oszilloskope findet man oft schon für ca. 50 Euro bei Online-Auktionen und Kleinanzeigenmärkten. Für 200-400 Euro bekommt man dort recht gute Profigeräte[2] mit 60-200 MHz Bandbreite. Brauchbare Neugeräte fangen bei 600 Euro an. Der Oszilloskopmarkt wird von einigen wenigen Marken dominiert. Im höherpreisigen Segment sind es vor allem HP (Agilent) und Tektronix, sowie Yokogawa und Lecroy. Hameg ist vor allem im mittleren Segment (500-1500 Euro) weit verbreitet. Man findet sie oft in Schule und Ausbildung. Preislich darunter finden sich diverse asiatische oder gelegentlich noch osteuropäische Hersteller von Analogoszilloskopen. Häufig treten diese Hersteller nicht unter eigenem Namen auf, sondern bieten ihre einfachen Geräte als OEM-Produkte an.

Ganz einfache Geräte verfügen nur über einen Kanal[3]. Damit ist es nicht möglich, zwei Signale in zeitliche Beziehung zu setzen. Dies ist jedoch oft wichtig. Deshalb verfügen heutzutage auch einfache Geräte meist über zwei Kanäle.

Bandbreite

Die Bandbreite gibt Auskunft, welche Signal-Frequenzen das Oszilloskop noch verarbeiten kann. Bei angegebener Bandbreite fällt die Verstärkung des Oszilloskops um 3dB ab, ein Sinussignal wird dann nur noch mit ca. 70% der wahren Amplitude angezeigt. Um Signalverläufe noch vernünftig interpretieren zu können, kann man grob sagen, dass man Signale bis 1/10 der Bandbreite dargestellt bekommt. Ein Rechtecksignal nahe der Bandbreite würde z. B. nur noch als Sinus dargestellt werden [4].

Beim Messen von Digitalsignalen ist man meist an der Anstiegszeit interessiert. Die Anstiegszeit gibt an, wie lange ein Rechtecksignal von 10-90% benötigt. Die Anstiegszeit des Oszilloskops gibt an, welche Anstiegszeit dargestellt wird, wenn man ein nahezu ideales Rechtecksignal mit annähernd Null Anstiegszeit anlegen würde. Man kann die Anstiegszeit direkt aus der Bandbreite berechnen.

[math]\displaystyle{ t_{Osc} = \frac{0.35}{B} }[/math]

  • [math]\displaystyle{ \!\, t_A }[/math] : Anstiegszeit des Oszilloskops in Sekunden (s)
  • [math]\displaystyle{ \!\, B }[/math] : Bandbreite in Hertz (Hz)

Legt man ein reales Rechtecksignal an das Oszilloskop an, dann wird die Anzeige umso mehr verfälscht, je näher die Anstiegszeit des Eingangssignals der Anstiegszeit des Oszilloskops kommt. Dabei gilt folgender Zusammenhang.

[math]\displaystyle{ t_S = \sqrt{t_{ges}^2-t_{Osc}^2} }[/math]

  • [math]\displaystyle{ \!\, t_S }[/math]: Anstiegszeit des Eingangssignals
  • [math]\displaystyle{ \!\, t_{ges} }[/math]: Angezeigte Anstiegszeit auf dem Oszilloskop
  • [math]\displaystyle{ \!\, t_{Osc} }[/math]: Anstiegszeit des Oszilloskops

Bei analogen Oszilloskopen ist die Bandbreite gegeben durch die Begrenzung des analogen Eingangsverstärkerts sowie die Signaldarstellung, also die Qualität des Ablenkverstärkers.

Tastköpfe richtig benutzen

Wenn man wirklich schnelle Signale messen will, spielt auch die Bandbreite des verwendeten Tastkopfes eine wichtige Rolle. Näheres dazu findet man hier. Aber der beste Tastkopf nützt nichts, wenn man ihn falsch anschließt. Für schnelle Messung jenseits von ein paar MHz nutzt man praktisch immmer 10:1 Tastköpfe mit 10 MOhm Eingangswiderstand und ca. 8-15pF Eingangskapazität. Je nach Typ erreicht man damit Bandbreiten von 100-500MHz. Danach muss man aber auch den Tastkopf richtig anschließen. Der mitgelieferte Masseanschluß mit Krokodilklemme ist zwar praktisch, für viele hochfrequente Messungen aber unbrauchbar. Ein Rechtecksignal damit zu messen ergibt dann starke Überschwinger, welche real aber gar nicht vorhanden sind, sondern durch die zu lange, induktive Masseleitung im Zusammenspiel mit der Eingangskapazität verursacht werden. Das sieht man z.B. hier, den Messaufbau sieht man hier.

Für saubere, hochfrequente Messungen muss man die Masseanbindung so kurz wie möglich machen. Dafür haben die Tastköpfe oft eine kleines Zusatzteil, eine Massefeder, beigelegt (engl. ground spring). Damit kann man die Masse auf kürzestem Wege anschließen und erhält ein sauberes Messergebnis wie man hier sieht.

Triggerung

Oszilloskope unterscheiden sich oft stark in den Triggerungsmöglichkeiten. Bei guten Geräten kann man z. B. die Triggerung variabel verzögern. Erst dadurch wird es möglich, dass man sich Signale genauer anschauen kann, die zeitlich weit hinter einem Triggerereignis kommen. Eine weitere Funktion bei höherklassigen Oszilloskopen ist eine zweite Zeitbasis. Mit dieser kann man in einen Ausschnitt des Messsignals hereinzoomen[5].

Mit Analog-Oszilloskopen kann man sich hauptsächlich periodische Signalverläufe anschauen, also solche, die zeitlich immer wiederkehrend sind. Denn nur so kann ein Signal immer wieder auf den Schirm "geschrieben" werden und erscheint als stehendes Bild. Aperiodische Signale, wie z. B. auf Datenübertragungsleitungen, sind damit nicht darstellbar. Sie laufen mit einem Strahldurchgang über den Schirm. In dieser kurzen Zeit ist es jedoch nur selten möglich, sie visuell aufzunehmen. Mit einer Digitalkamera kann man solche Signalverläufe mitunter trotzdem einfangen. Früher sehr hochpreisige, heute nicht mehr übliche Analog-Oszilloskope hatten eine eingebaute Speichermöglichkeit (Speicherröhre) für einmalige Signale. Diese Klasse von Analog-Oszilloskopen wurde durch digitale Speicheroszilloskope (DSOs) abgelöst.

Manche Analog-Oszilloskope bieten eine Möglichkeit, die Triggerung nur zu einem definiertem Zeitpunkt anzustoßen, somit kann auch der Anlaufstrom eines Motors mit einem Analog-Oszilloskop dargestellt werden.

Analoge Speicheroszilloskope

Inzwischen eher selten sind analoge Speicheroszilloskope anzutreffen. Diese speichern im Gegensatz zu digitalen Speicheroszilloskopen nicht das Signal selbst, sondern das Bild auf der Röhre. Dies wird mit speziellen speichernden Bildröhren erreicht. Je nach Typ kann es mehrere getrennt betreibbare Bereiche geben, um beispielsweise 2 Bilder eines Signales zu unterschiedlichen Zeitpunkten darstellen zu können (z.B. Tektronix 549).

Einige wenige dieser Oszilloskope waren sogar in der Lage, das aufgezeichnete Bild auf Papier auszugeben (z.B. "HP Model 175A" mit Modul 1784A).

Vergleichstabelle Analogoszilloskope

Diese Tabelle soll einen Überblick über interessante oder bekannte Neugeräte besonders im unteren Preisbereich geben. Eine vollständige Auflistung aller existierenden Geräte ergibt wegen der Vielzahl an Baureihen und Modellen wenig Sinn.

Bezeichnung Hersteller Preis [€] Kanäle Bandbreite
[MHz] 		Röhre [cm] Bemerkungen
generisches 10 MHz Oszilloskop unter Bezeichnungen wie C1-94, S1-94, OS10, AO-610, ST16B, CS10, GOS-310, 72-6602, HUC70, CS1010 VC 610/2 SYSTRONICS (INDIA) LIMITED ab 115 1 10 4 − 4,8 × 6 Seit Jahrzehnten von vielen No-Name Herstellern in unterschiedlichen Ausführungen und Bauformen im Angebot. Wenig empfehlenswert für µC-Arbeiten.
Atten AT7328, CS4128 und andere Bezeichnungen wie 100867. Atten ab 240 2 20(?) 8 × 10
Systronics 6020, Mc Check CS-4128, MES 2K2 und andere SYSTRONICS (INDIA) LIMITED ab 200 2 20 8 × 10 Hersteller hat keine eigene Präsenz in Europa
Atten AT7340, VC 630-2 und andere. Atten ab 370 2 40(?) 30 Voltcraft 8 × 10
Mc Check ST-52 und andere SYSTRONICS (INDIA) LIMITED ab 550 2 50 8 × 10 Hersteller hat keine eigene Präsenz in Europa
HM 400 Hameg ab 650 2 40 8 × 10 Abgekündigt, nur noch Restbestände erhältlich!

Digitale Speicheroszilloskope

Allgemein

Digitales Speicheroszilloskop vom Anfang des Jahrtausends

Ein digitales Speicheroszilloskop (englisch DSO, Digital Storage Oscilloscope) digitalisiert das Eingangssignal mit einem Analog-Digital-Wandler und legt die Werte in einem Speicher ab. Damit ist Bandbreite nur durch die Begrenzung des analogen Eingangsverstärkers gegeben. Der Vorteil der Speicherung ist, dass man auf diese Weise Momentaufnahmen eines Signals machen und damit einmalige (transiente) Ereignisse (Spikes, Datenübertragungen) erkennen und darstellen kann, was besonders bei digitalen Schaltungen, z. B. mit Mikrocontrollern, sehr nützlich ist. Weiterhin lässt sich das Signal "vermessen" (z. B. um die Baudrate einer Datenübertragung zu bestimmen), man kann die Frequenz und den Effektivwert anzeigen lassen, das Frequenzspektrum, und je nach Modell noch vieles mehr. Das Signal wird in S/W oder Farbe auf einem LCD dargestellt, lässt sich aber oft auch über einen angeschlossenen Drucker ausdrucken oder an den PC übermitteln.

Der wichtigste Parameter bei digitalen Oszilloskopen ist die Abtastrate, die angibt, mit welcher Geschwindigkeit das Eingangssignal digitalisiert wird. Um ein Signal mit einer bestimmten Frequenz vernünftig darstellen zu können, muss es mindestens mit der 10-fachen Frequenz abgetastet werden, für die genaue Analyse analoger Signale ist sogar ein Faktor von 25 bis 40 anzuraten[6]

Außerdem sind die Speichertiefe und die Wandler-Auflösung interessant. Ein Oszilloskop, das mit acht Bit Auflösung abtastet und 2000*8 Bit Speicher hat, kann 2000 Samples abspeichern, was einer Darstellung von 2000*256 Pixeln entspricht. Acht Bit Auflösung ist heutzutage ein gängiger Wert, auch wenn er niedrig erscheint. Ein normales Oszilloskop ist kein Präzisionsmessgerät und acht Bit sind für die Darstellung auf den Displays normaler Oszilloskope ausreichend.

Bei der Wandlung und Speicherung gibt es unterschiedliche Verfahren: Ehemals günstige Oszilloskope wie die TDS1000-Serie von Tektronix verwenden CCD-Speicher (Eimerkettenspeicher, ein analoges Schieberegister); die Messwerte werden erst gespeichert, und dann digitalisiert. Nachteile dieser Vorgehensweise sind ein stärkeres Rauschen, die begrenzte Speichertiefe und Totzeiten, während der keine Eingangswerte aufgenommen werden. Diese entstehen, da das Wandeln aller Werte aus dem analogen Zwischenspeicher länger dauert als die Zeit zum Füllen dieses Speichers. Deshalb muss das Gerät bis zum Abschluss der Wandlung warten, bevor es den Speicher erneut füllt.

Früher wandelten nur teurere Modelle in Echtzeit mit schnellen Flash-AD-Wandlern und speicherten die Messwerte direkt in einem schnellen RAM. Die Speichertiefe ist dabei praktisch unbegrenzt, allerdings sind Wandler sehr teuer, die mehrere GS/s schaffen. Durch einen Trick (mehrere verschachtelte langsame AD-Wandler) setzen sich AD-Wandler bei günstigen Modellen durch. Oszilloskope, die diesen Trick verwenden, erkennt man daran, dass die Abtastfrequenz mit der Anzahl der aktivierten Kanäle sinkt. Zum Beispiel, findet man Vierkanaloszilloskop mit vier Wandlern à 250 MS/s, die bei Benutzung nur eines Kanals 1 GS/s für diesen Kanal erreichen, bei Benutzung von zwei Kanäle 500 MS/s pro Kanal und bei Benutzung von drei oder vier Kanälen 250 MS/s pro Kanal.

In den richtig schnellen Geräten (mehrere GHz Samplerate) ist ein ähnlicher Trick üblich. Dort sind in den verwendeten Wandlerschaltkreisen eine größere Anzahl Sample-and-Hold-Stufen und AD-Wandler integriert. Die Eingangsspannung wird dann zeitversetzt in den Sample-and-Hold-Stufen gespeichert und von den im Vergleich zur Samplerate langsameren AD-Wandlern umgesetzt. Die Ausgangslogik sorgt dann dafür, dass die Daten in der richtigen Reihenfolge ausgegeben werden. Ein Problem bei dieser Vorgehensweise sind unterschiedliche elektrische Eigenschaften der parallelen Wandlerstufen.

Natürlich spielt der Verwendungszweck eine entscheidende Rolle bei der Auswahl. Auf dem Labortisch, wo meist nur kleine Spannungen mit einem gemeinsamen Massebezug vorkommen, werden andere Anforderungen an ein Oszilloskop gestellt, als z. B. im Servicebereich für Industriesteuerungsanlagen, Automatisierungstechnik, usw. Dort sind weniger hohe Abtastraten wichtig, sondern eher eine größere Anzahl Eingangskanäle, die galvanisch voneinander getrennt sind, Spannungsfestigkeit bis min. 500 Volt, sowie speziell bei Störungsanalysen, die Möglichkeit, komplexe Triggermuster einzustellen, und eine integrierte große Festplatte, um einzelne Ereignisse automatisiert über lange Zeiträume hinweg festhalten zu können. Ein Beispiel für so ein hochwertiges Gerät ist ein Yokogawa Scopecorder (DL708). Allerdings sind bei solchen Geräten die Preise nach oben hin offen.

Digitale Tischoszilloskope

Allgemeines

DSO Tischoszilloskope sind die klassischen, in sich abgeschlossenen Geräte, die in der Gestaltung analogen Oszilloskopen ähneln. Daneben gibt es zum Beispiel auch PC DSOs. Viele Tischgeräte sind bereits so klein (geringe Tiefe) und leicht, dass sie zu Recht als tragbare Geräte bezeichnet werden. Beim Neukauf eines Oszilloskops sind diese Geräte die interessantesten.

Mittlerweile ist es üblich, dass man bereits bei Einsteigermodellen eingebaute USB oder RS-232 Schnittstellen findet und eine (häufig sehr simple) Windows-Software zur Bedienung vom PC aus oder zumindest zum Auslesen von Daten auf den PC. Ebenfalls häufig sind USB oder ähnliche Schnittstellen für USB-Memorysticks oder Speicherkarten zum Speichern von Messwerten, Screenshots und Konfigurationen. Ironischerweise sind Schnittstellen und Windows-Software bei Markengeräten häufig gesondert zu erwerben, während sie bei eher unbekannten Marken kostenlos mitgeliefert werden, wenn auch die Qualität der kostenlosen Software häufig zu wünschen übrig lässt.

Beispiele für günstige Einstiegsmodelle sind einige, aber nicht alle, Geräte von Rigol, Hantek, Owon oder Atten. Für wenig Geld erhält man für einfache Anwendungen brauchbares Oszilloskop mit ein paar Highlights aber auch auffälligen Einschränkungen und Fehlern in der Hard- und Software. Viel oder überhaupt Service kann man von diesen Firmen für sein Geld nicht erwarten.

Geräte von [2] sind etwas teurer. Geräte aus der GDS-1000A oder GDS-1000U Serie dürften zum Einstieg interessant sein.

Ein weiteres Beispiel für ein Einstiegsmodell war das TDS1002 von Tektronix (ca. 1200 Euro). Dazu muss man allerdings sagen, dass Tektronix die aktuelle Entwicklung etwas verschlafen hat. Der nur 2 kByte große Speicher ist einfach nicht mehr zeitgemäß. Geräte der Agilent InfiniiVision 2000X Serie beginnen in einem ähnlichen Preisbereich aber mit wesentlich mehr Features.

Vergleichstabelle digitale Tischoszilloskope

Diese Tabelle soll einen Überblick über interessante oder bekannte Geräte besonders im unteren Preisbereich geben. Eine vollständige Auflistung aller existierenden Geräte ergibt wegen der Vielzahl an Baureihen und Modellen wenig Sinn.

Bezeichnung Hersteller Preis [€] Kanäle Samplerate
[MS/s] 		Bandbreite
[MHz] 		Auflösung [Bit] Speichertiefe [Samples] Display PC-Interface Bemerkungen
DSO5062D Conrad 329.- 2 500/1000 60 8 1M 800 x 480, 7" (die auch genutzt werden) 1 x USB Geräte- und 1 x USB Host-Schnittstelle Gleiche Hardware wie das Hantek DSO5102B und nur leicht modifizierte Software (Startbild, Gerätename, etc.).
DSO5102B Hantek mit sehr viel Glück auf eBay 390 + Zoll + Umsatzsteuer ... 520 2 500/1000 100 8 1M 800 x 480, 7" (die auch genutzt werden) 1 x USB Geräte- und 1 x USB Host-Schnittstelle Beliebt, da es einen Hack auf 200 MHz gibt. Ebenso diverse Hacks an der Hardware. Für ein Niedrigpreis-Produkt übliche und verzeihbare Hardware- und Firmware-Macken. Auch als Tekway DST1102B oder Protek 3110 im Handel.
DSO3062A Agilent 800 2 500 60 8 4k 320x240 USB weitgehend baugleich mit Rigol DS5000
InfiniiVision 2000 X Serie Agilent 950 - 2600 (MSO) 2 - 4 1 G/Kanal. Bei Benutzung der Hälfte aller Kanäle 2G/Kanal 70 - 200 8 100k 800 x 480, 8,5" Markengeräte mit exzellentem Preis-Leistungs-Verhältnis. Software-Aufrüstbar (Funktionsgenerator, Protokoll-Dekoder, usw.)
DS1000 Serie Rigol 285 - 1650 2 400/200
(1/2 Kanäle) 		25-100 8 1M 320x240 USB, seriell optional 16-Kanal Logikanalysator
Rigol DS1052E Rigol 285,-€ zzgl. Versand bei Batronix 2 1000/500
(1/2 Kanäle) 		50 (100=DS1102E) 8 1M 320x234 USB, seriell optional 16-Kanal Logikanalysator = DS1052D (DS1102D). Im Netz kursieren diverse, mehr oder weniger ernst zu nehmende Anleitungen, wie man ein DS1052E per Software auf ein DS1102E umrüsten kann.
Owon PDS Serie Owon, alias Xiamen Lilliput Technology Co., Ltd 299,- (PDS5022S); 495,- (PDS6062T); 570,- (PDS7102T) 2 100 - 500 25 - 100 8 5k pro Kanal 640x480 USB, seriell incl. Qualität entspricht Preis. Relativ unausgewogenes Verhältnis von Bandbreite zu Samplingrate. Geräte mit einem 'S' am Ende der Typenbezeichnung haben ein STN LCD mit niedriger Qualität.
nur Real-Time Sampling
Owon SDS Serie Owon, alias Xiamen Lilliput Technology Co., Ltd 400 (SDS7102) 2 500 M - 3.2 G 60 - 300 8 10M/Kanal 800 x 600, 8" USB Host und Slave, seriell incl., Ethernet, VGA Deutliche Verbesserung gegenüber der alten PDS-Serie. Beeindruckende Speichertiefe (10M) und Bildschirm (8"). Für ein Niedrigpreis-Produkt übliche Hardware- und Firmware-Macken. Neuere Geräte mit verbessertem Hardwaredesign, Firmware wird regelmäßig aktualisiert, menülastige, gewöhnugsbedürftige Bedienung. Akkubetrieb optional
GW Instek GDS-1000 Serie GW Instek, alias Good Will Instrument Co., Ltd. 350 - 550
(Conrad: 475 - 950) 		2 250 25 - 100 8 4k 320x234 USB (Geräte-Modus, kein Host-Modus), SD Kartenslot Von Conrad teurer als DSO-4000 Serie erhältlich.
Einfache Software für Linux erhältlich
GW Instek GDS-1000A Serie GW Instek, alias Good Will Instrument Co., Ltd. 500 - ? 2 bis 1GS/s 60 - 150 8 bis 2M 320x234 USB (Geräte-Modus, kein Host-Modus), SD Kartenslot Einfache Software für Linux erhältlich
Bezeichnung Hersteller Preis [€] Kanäle Samplerate
[MS/s] 		Bandbreite
[MHz] 		Auflösung [Bit] Speichertiefe [Samples] Display PC-Interface Bemerkungen
GW Instek GDS-2000 Serie GW Instek, alias Good Will Instrument Co., Ltd. 850 - 1800 2 - 4 1000 60 - 200 8 max. 5000 (alle Kanäle benutzt) / 25000 (ein Kanal in Benutzung) 320x234 Inkl. USB (Geräte-Modus zum PC, zwei weitere USB-Buchsen Host-Modus für eine Speicherkarte oder Drucker), RS-232 Weitgehend baugleich mit Conrad Voltcraft DSO-8000 Serie. Vier-Kanal Versionen haben keinen externen Trigger und weniger Trigger-Funktionen.
Einfache Software für Linux erhältlich
TDS-1002B Tektronix 1100 2 1000 60 8 2.5k 320x240 USB inkl. verhältnismäßig starkes Rauschen, siehe Text oben
WaveJet 3xx LeCroy 2800..8000 (brutto) 2 oder 4 1000/2000 100/200/350/500 8 500k 640x480 USB inkl. verfügbar z. B. bei Farnell
WaveAce Serie LeCroy 1000 - 3500 2 250 - 2000 60 - 300 8 4k - 8k 320x240 USB (Geräte- und Host-Modus), RS-232(?)
DLM20XX YOKOGAWA 3300..8000 (brutto) 2 oder 4 (3+1) wobei 1 wahlweise 8Kanal Digital ist 2500 (1250) 200/350/500 8 12,5MPts 1024x768 USB, Ethernet, Browsersteuerung inkl. Vertrieb vom Hersteller direkt!
UNI-T UT2025B / Voltcraft DSO-1022 M Uni-Trend Group Limited 290 - 356 2 250 25 8 512k/Kanal[7] 320x240 (Monochrom) USB, RS-232. Als UT2025C mit Farbdisplay. UT2000 Serie 25-200MHz, 2CH 250MSa/s bis 1GSa/s
wenig Rauschen
UTD2052CEL Uni-Trend Group Limited 369,- 2 1000 50 8 2x600k recording length;
25k saving depth ein Kanal;
12,5k memory depth zwei Kanäle[8] 		800 x 480
Der Displaycontroller faßt immer 2x2 Pixel zusammen, dadurch reduziert sich die Auflösung real auf 400 x 240
(Menü nimmt relativ viel Platz auf dem Bildschirm ein) 		USB
HM2008 Hameg 2000 2 2GSa/s(1CH)1GSa/s(2CH) 200 8 4048k Röhre 8x10cm USB für Speicherstick (vorne), USB/RS232 für PC (hinten), 4 Logikkanäle nachrüstbar, Ethernet/USB nachrüstbar
PT 1200 Peaktech ca. 360 2 100MSa/s(1CH)100MSa/s(2CH) 25 8 6k pro Kanal Farb LCD 7,8" 640x480 USB für PC (hinten) Im Original vermutlich ein Owon PDS5022S. Optional: Akkupack 7,4 V ~ 8000 mA

Weitere Marken, die gelegentlich auf dem deutschen Markt auftauchen, häufig über eBay, sind

  • GAOtek
  • Hangzhou Jingce (JC)
  • Tonghui
  • Ypioneer
  • Jiangsu Lvyang
  • Siglent (Zweitmarke von Atten)

Über deren Qualität hört man wenig oder gar nichts.

PC-Oszilloskope

PC-Zusätze

Allgemeines & Beachtenswertes

PC-Oszilloskope / PC-Zusätze sind im Prinzip digitale Speicheroszilloskope, mit der Besonderheit, dass sie die Daten nicht selbst anzeigen, sondern an einen PC übermitteln. Beim Kauf eines PC-Oszilloskops sollte man besonders vorsichtig sein, da viele Angebote irreführende Informationen enthalten. Sehr beliebt ist z. B. die Werbung mit der Analogbandbreite, also die Bandbreite die der Analogteil der Schaltung (Eingangsverstärker) verarbeiten kann. Wenn hier 100 MHz angegeben sind bedeutet das aber nicht, dass sich auch wirklich Signale bis 100 MHz darstellen lassen; wenn der Wandler nur mit 40 MS/s abtastet ist das Oszilloskop gerade noch bis 4 MHz verwendbar. Ebenso sollte man nur die Echtzeit- oder Realtime-Abtastrate beachten, eine manchmal ebenfalls angegebene "Äquivalent-Abtastrate" ist nur bei periodischen Signalen zu gebrauchen und damit im Umfeld von Mikrocontrollern meist wertlos.

Die Wahl zwischen einem Tischoszilloskop und einem PC-Zusatz ist nicht nur eine Geld-, Leistungs- oder Qualitätsfrage. Ein Tischgerät lässt sich anders bedienen (echte Knöpfe, sicherer Stand) und belegt nicht den PC oder Laptop. Erfahrene Entwickler ziehen ein separates Gerät einem PC-Zusatz vor. Zum Teil ist dies eine Generationsfrage.

Hinzu kommt, dass billige PC-Oszilloskope meist keine galvanische Trennung an ihrer USB-Schnittstelle besitzen. Ein Fehler bei einer Messung kann daher nicht nur das Oszilloskop, sondern gleich den PC mit beschädigen. Das gleiche Problem kann man übrigens auch bei einfachen Tischoszilloskopen mit PC-Schnittstelle haben. Allerdings kann man Tischgeräte auch ohne die PC-Verbindung betreiben, PC-Oszilloskope nicht.

Gelegentlich wird geraten, das Oszilloskop, egal ob Tischgerät oder PC-Zusatz, immer über einen "self powered" USB-Hub (einer mit eigenem Netzteil) mit dem PC zu verbinden. Ob ein solcher Hub als Schutzmaßnahme geeignet ist, besonders zum Personenschutz, sei dahingestellt. Schaden sollte er nicht.

Besonders zu beachten ist die PC-Software. Nicht nur, ob sie zum Zeitpunkt des Kaufs wenigstens grundsätzlichen Ansprüchen genügt, sondern auch, ob der Hersteller vermutlich willens und in der Lage ist, die Software über viele Jahre zu warten. Stichwort Investitionssicherheit. Ohne Wartung kann eine Inkompatibilität in der Software zum nächste Windows Service-Pack oder zur nächste Windows-Version das Gerät völlig entwerten.

Leider ist es so, dass es fast keine freie Oszilloskopsoftware gibt. Die Protokolle zwischen Oszilloskop-Vorsätzen und Computer sind meist proprietär, und selten hat sich ein Entwickler freier Software die Mühe gemacht, ein Protokoll zu entschlüsseln. Noch seltener ist es, dass auf dieser Basis eine brauchbare oder gar gute Software geschrieben wurde. So ist ein Ausweichen auf freie Software kaum möglich, sollte der Hersteller die Wartung aufgeben. Man ist im Normalfall auf Gedeih und Verderb dem Hersteller ausgeliefert.

Vergleichstabelle PC-Zusätze

Diese Tabelle soll einen Überblick über interessante oder bekannte Geräte besonders im unteren Preisbereich geben. Eine vollständige Auflistung aller existierenden Geräte ergibt wegen der Vielzahl an Baureihen und Modellen wenig Sinn.

Bezeichnung Hersteller Preis [€] Kanäle Sample­rate
[MS/s] 		Band­breite
[MHz] 		Auf­lösung [Bit] Speicher­tiefe [Samples] Display PC-Inter­face Bemerkungen
USBscope50 Elan Digital Systems / dt. Vertrieb Hacker 249 1 (-4) 50 / 1000 10 / 75 8 3k pro Kanal auf dem PC USB CAT II, 300V galv. Trennung zu USB, OpenSource SDK, Java, Linux, LabView
PicoScope PS 2104 Pico Technology 185 1 50 10 8 8K auf dem PC USB Spektralanalyse und Voltmeter in Software.
PicoScope PS 2105 Pico Technology 290 1 100 25 8 24K auf dem PC USB Spektralanalyse und Voltmeter in Software.
PicoScope 2205 Pico Technology 350 2 200 25 8 - 12 16K auf dem PC USB Kleiner Arbitrary Waveform Generator eingebaut.
DSO-2090 USB Hantek - Qingdao Hatek Electronic Co., Ltd. 200 2 1 Kanal: 100 / 2 Kanäle: 50 40 8 1 Kanal: 64K / 2 Kanäle: 32K auf dem PC USB Wenige Vorteile gegenüber einem Tischgerät. Analogbandbreite bei der Samplingrate nicht ausnutzbar. Kleiner Eingangsspannungsbereich. Unter diversen anderen Namen erhältlich.
DSO-2150 USB Hantek - Qingdao Hatek Electronic Co., Ltd. 200 2 max. 150 60 8 10K-32K/Kanal auf dem PC USB .
DSO-2250 USB Hantek - Qingdao Hatek Electronic Co., Ltd. 220 2 max. 250 100 8 10K-512K/Kanal auf dem PC USB .
Mephisto Scope 1 (UM202) Meilhaus 333 2 1 2 16 256K .. USB 5 in 1,

Oszilloskop, Logik-Analysator, Voltmeter, Datenlogger analog und digital, Digital-I/O

MSO-19 Link Instruments Inc. 172 1 200 60 ?? 1K .. USB

Oszilloskop, Logik-Analysator, Pattern Generator, TDR

Soundkarten-Oszilloskope

Soundkarten Oszilloskop

Wem ein wirklich einfaches Oszilloskop für kleine Frequenzen (bis etwa 20 kHz) ausreicht, bspw. um die Kommunikation am I2C-Bus zu analysieren, kann dazu die Soundkarte des PC benutzen. Allerdings eignet sich eine Soundkarte nicht dazu, Gleichspannungen zu messen, zu niederfrequente Signale können daher nicht damit erfasst werden: Im Screenshot nebenan erkennt man das z. B. an der fallenden Gerade am Schluss (obwohl der tatsächliche Signalpegel konstant oben bleibt). Auch ist hier besondere Vorsicht geboten, da Soundkarten nur für geringe Spannungen ausgelegt sind und bei einer zu hohen Eingangsspannung möglicherweise der ganze PC beschädigt wird. Daher ist eine Vorschaltung mit Spannungsbegrenzung (ca 0,7V) nötig.

Der Vorteil der Soundkartennutzung ist, dass es sich dank des PCs um eine Art Speicheroszilloskop handelt und die Daten zum Beispiel in Excel analysiert werden können.

Grafikkarten-Oszilloskope

Videokarten, die über einen analogen Input verfügen, stellen ebenfalls eine Alternative zu käuflichen Oszilloskopen dar, da sie 3kanalig Frequenzen bis rund 180 MHz verarbeiten können. Die digitale Auflösung liegt meist bei 8 Bit maximal, was für einfache Anzeigen jedoch reicht, wenn die Aussteuerung entsprechend ist. Durch Übersampeln lässt sich die Auflösung wie gehabt steigern, indem man z.B. je 4 Werte softwareseitig zusammenfasst und damit bis zu 2 Bit an Auflösung gewinnt. Bei 16 werten kann man in der Regel statistische 2-3 Bit erwarten und erhält eine Güte von ca 10 Bit bei 10MHz.

Selbstbau

Selbstbau eines solchen Gerätes erspart wie fast immer in solchen Fällen kein Geld, sofern man nicht eine Spezialfunktion benötigt, die im Markt nicht beschaffbar ist. Der Spaß liegt als wieder im Bauen selbst.

Es gibt diverse preiswerte Bausätze für Spielzeug-Oszilloskope. Die Ergebnisse nach dem Zusammenbau sind als Oszilloskop wenig brauchbar.

Eine positive Ausnahme stellt hier das USB-MSM von ELV dar, das bei sorgfältiger Kalibrierung und "analog powert" bis zu 200kHz trotz seiner Einfachheit durchaus für das Hobbylabor oder schulische Zwecke brauchbar ist.

Daneben findet man nur sehr wenige Selbstbau-Projekte deren Ergebnisse überzeugen. Einige interessante Projekte sind [3]n und [4]. Dazu sei allerdings gesagt, dass der Aufwand an Material und Messmitteln schnell die Kosten für ein fertiges Oszilloskop überschreitet.

Umbau

Sofern man tatsächlich etwas benötigt, was nicht käuflich zu erwerben ist, kann der Kauf und Umbau eines verhandenen Gerätes sinnvoll sein.

Auf eBay werden immer noch die Oszilloskope der früheren Firma Wittig (heute Welec), wie zum Beispiel das W2012A, angeboten. Als Alternative zu der fehlerträchtigen Orginalfirmware ist mittlerweile eine Open-Source Variante verfügbar die kontinuierlich weiterentwickelt wird. Ebenfalls wird an Hardware Erweiterungen gearbeitet die die Qualität des Oszilloskops deutlich steigern. Wer sich nicht sicher ist ob das Gerät seinen Ansprüchen genügt sollte bei den Entwicklern nachfragen. [5] Auch hier ist der Weg das Ziel.

Siehe auch

Links & Literatur

Software

  • fsc2 is a program running under GNU/Linux for controlling spectrometers. Supported devices include digitizing oscilloscopes too:
    • Tektronix Digitizing Oscilloscope TDS520, TDS520A, TDS520C, TDS540, TDS744A and TDS754A
    • LeCroy Digitizing Oscilloscope 9400, 9410, 9420, 9424, 9424e and 9450(A)
    • LeCroy Digitizing Oscilloscope Waverunner and Waverunner-2 (LT224, LT 262, LT264, LT342, LT344, LT354, LT362, LT364, LT372, LT374, LT584, 44(M)Xi, 62X1, 64(M)Xi, 104(M)Xi, 204(M)Xi)
    • LeCroy Digitizing Oscilloscope WaveSurfer (422, 424, 432, 434, 452 and 454)
  • xoscope, oscope is a digital oscilloscope using input from a sound card or EsounD and/or a ProbeScope/osziFOX and Bitscope hardware. Includes 8 signal displays, variable time scale, math,memory, measurements, and file save/load. (Linux, GPL)
  • QtDSO is a frontend for the Velleman PCS64i digital oscilloscope (Anm.: Velleman nicht mehr unterstützt) It provides a fully featured oscillocope mode (including XY plot and math) and a highly configurable spectrum analyzer mode. Für Digitalmultimeter gibt es vom gleichen Autor QtDMM und QtDMM2.
  • Osqoop est un oscilloscope logiciel sous licence libre. Il permet de travailler sur un nombre arbitraire de canaux et des acquisitions de longue durée. Wiki description: Osqoop is a multi-platform open source software oscilloscope based on Qt 4. It connects to various hardware data sources such as the sound input or a dedicated USB board.
  • gds2000tools ist eine Linux-Software für GW-Instek GDS-2000 und andere GW-Instek Oszilloskope.
  • Xoscillo - A software oscilloscope that acquires data using an Arduino or a Parallax (more platforms to come). (Lizenz: CC-BY-NC-SA 3.0; Windows and Linux (needs mono))
  • OpenHantek Linux Software für Hantek (Voltcraft/Darkwire/Protek/Acetech) DSO-2090.
  • Lxi-Control Kommandozeilen-Applikation zur Fernsteuerung von Geräten mit LXI-Schnittstelle.
  • gpib-util Linux Kommandozeilen-Applikation, unterstützt diverse Oszilloskope (und andere Geräte) mit GPIB-Schnittstelle.
  • VXI11 Bibliothek und Programme für Geräte mit VXI-11 Schnittstelle.

Datenauswertung

Bei Oszilloskopen (DSOs), die es erlauben, die gemessenen Daten zu einem PC zu übertragen, kann man die Messwerte auf dem PC weiter auswerten. Zum Beispiel ein Signal demodulieren, filtern oder dekodieren. Grundsätzlich ist die Auswertung in jeder Programmiersprache möglich. Programmiersprachen für numerische Berechnungen eignen sich jedoch besonders.

  • Matlabcentral Fileexchange, Suche nach Oscilloscope Auf Matlabcentral Fileexchange finden sich auch MatLab Lese- und Auswertungsfunktionen für diverse Oszilloskope. Hinweis: Die von MatLab für die Kommunikation mit einem Oszilloskop verwendeten Toolboxen und Funktionen dürfen aufgrund der Matlabcentral Lizenz nicht mit freien Alternativen verwendet werden. siehe GNU OCtave FAQ
  • Octave-Forge instrument-control für die Kommunikation mit diversen Geräten wie z.B. LXI-compatible Agilent, LeCroy or Tektronix Oszilloskope über VXI11. Außerdem UART, I2C, GPIB usw.
  • Eines Ingenieurs angeblich unwürdig[9] sind Microsoft Excel oder andere Tabellenkalkulationen. Trotzdem sind sie zur Datenauswertung populär und auch geeignet, wenn sie richtig gehandhabt werden.

Fußnoten

  1. ↑ Passiert das, kann man gegen den Steuerbescheid Widerspruch einlegen. Wie das geht sollte in einer Rechtsbehelfsbelehrung auf dem Steuerbescheid stehen.
  2. ↑ Ein Gerät, welche mit dem Attribut Profigerät beworben wird, ist normalerweise keins.
  3. ↑ Es gibt, beziehungsweise gab, nochmals einfachere Geräte, nämlich solche ohne Trigger. Die Zeiten solcher Gerät sind allerdings seit rund 50 Jahren vorbei. Daher sollte man den fehlenden Trigger nur bei historischen Gebrauchtgeräten finden.
  4. ↑ Häufig wird von Anfängern bei der Bandbreitenbetrachtung vergessen, dass ein Rechtecksignal nicht aus einer einzigen Sinusschwingung der Frequenz f, sondern aus einer theoretisch unendlichen Summe von Signalen der Frequenzen f, 3 * f, 5 * f ... besteht. Für eine vernünftige Darstellung eines Rechtecksignals sollte die Oszilloskopbandbreite so groß sein, dass zumindest die ersten paar Oberwellen nicht zu stark gedämpft werden. Aus dieser Betrachtung ergeben sich Faustformeln, wie die, dass die Bandbreite eines Oszilloskops zehnmal (oder dreimal, oder fünfmal, je nachdem wie genau man messen möchte) größer sein sollte als die Grundfrequenz des Rechtecks.
  5. ↑ Die zweite Zeitbasis steuert einen zweiten Strahl (ähnlich wie einen separaten Kanal), der das gleiche Eingangssignal erhält. Die zweite Zeitbasis wird auf eine höhere Horizontalfrequenz eingestellt als die erste. Zusammen mit einer horizontalen Verschiebung der Darstellung kann man nun Ausschnitte des Signals durchfahren und vergrößert betrachten.
  6. ↑ Dieser Anhaltswert liegt über der Nyquist-Frequenz (zweifache Frequenz), da man Abweichungen von der idealen Signalform sehen und beurteilen möchte. Die zehnfache Abtastfrequenz bedeutet, dass man 10 Messpunkte pro Signalperiode hat, was in einer 1:1 Darstellung auf dem Bildschirm gerade mal 10 nebeneinander liegenden Pixeln entspricht. Das ist immer noch sehr wenig, um ein Signal zu beurteilen.
  7. ↑ Uni-Ts Angaben zur Speichertiefe sind mit Vorsicht zu genießen. Seit Jahren wirbelt die Firma mit Begriffen wie memory length, memory depth, recording length und saving depth herum - jeweils mit unterschiedlichen Werten für das gleiche Oszilloskop. Dabei vermeidet Uni-T Begriffsdefinitionen zu geben. Im Zweifelsfall sollte man mit dem kleinsten Wert aller Angaben rechnen.
  8. ↑ Uni-Ts Angaben zur Speichertiefe sind mit Vorsicht zu genießen. Seit Jahren wirbelt die Firma mit Begriffen wie memory length, memory depth, recording length und saving depth herum - jeweils mit unterschiedlichen Werten für das gleiche Oszilloskop. Dabei vermeidet Uni-T Begriffsdefinitionen zu geben. Im Zweifelsfall sollte man mit dem kleinsten Wert aller Angaben rechnen.
  9. ↑ Es ist sehr einfach Fehler in Tabellenkalkulationen zu machen, die typischerweise lange unentdeckt bleiben. Untersuchungen haben gezeigt, dass bereits dann bis zu 90% aller Tabellenkalkulationsblätter fehlerhaft sind, wenn es nur um einfache mathematische Grundoperationen (Addieren, Subtrahieren, Multiplizieren, Dividieren) geht.
Abgerufen von „https://www.mikrocontroller.net/index.php?title=Oszilloskop&oldid=76149“